表面准地转湍流中的浮力阶梯极限

准地转流体上的表面浮力梯度允许存在表面捕获的罗斯贝波。这些罗斯贝波与表面准地转湍流的相互作用导致纬度不均匀混合，在某些条件下最终形成表面浮力阶梯：一种经向浮力剖面，由混合区与尖锐浮力梯度交替构成，向东急流位于尖锐梯度中心，其间为较弱的向西流动。本文中，我们研究表面准地转湍流中该浮力阶梯极限的出现，并考察所得动力学对垂直层结的依赖性。在递减层结[$\mathrm{d}N(z)/\mathrm{d}z\leq0$，其中$N(z)$为浮力频率]下，我们得到相互作用范围更长（相较于均匀层结）且高度频散的罗斯贝波。在阶梯极限中，我们发现笔直急流受沿急流向东传播的波扰动，类似于二维正压$\beta$平面湍流。相反，在递增层结[$\mathrm{d}N(z)/\mathrm{d}z\geq0$]下，我们得到相互作用范围更短且弱频散的罗斯贝波。在阶梯极限中，我们发现正弦状急流具有大纬度蜿蜒，其形状因弱频散沿急流波向西传播而随时间演化。这些沿急流波在递增层结下的振幅大于递减层结下，因此，域平均纬向与经向速度之比在递增层结下比递减层结下小二至三倍。最后，我们发现，给定Rhines波数时，递增层结下的急流间距比递减层结下更密。